JP2002544481A - 材料検査デバイス - Google Patents

材料検査デバイス

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、材料、特に、木、あらゆる種類の木材及びコンクリートを検査するためのデバイスに関し、このデバイスは、材料（２）に導入可能な衝撃を発生させる衝撃発生器（１）と、衝撃を検出するために材料（２）に割当てられる少なくとも一つのセンサ（３）と、衝撃及び干渉衝撃を弁別するための評価電子デバイス（４）と、を備える。検査されるべき材料（２）が大きな試料であっても、前記デバイスの汎用的な適用が可能なように、評価電子デバイス（４）が全てのセンサ（３）に割当てられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、材料、特に、木、他の種類の木材、及びコンクリートを、前記材料
に導入可能なパルスを発生させるためのパルス発生器と、前記パルスを検出する
ために前記材料に関連付けられて用いられる少なくとも一つのセンサと、干渉パ
ルスから前記パルスを弁別するための電子評価デバイスとによって検査するため
のデバイスに関する。
【０００２】 最初に記述された種類の材料を検査するためのデバイスは公用されており、そ
れらには多種のタイプが存在する。それらは、例えば、衝撃波のパルス時間遅延
が測定されるデバイスである。このパルス時間遅延から、検査される材料の品質
に関連する結論が引出される。木材、例えば、電柱、の場合、衝撃波の時間遅延
は、成長や木目の方向において木材の曲げにおける弾性係数と相関し、それによ
って負荷能力のアセスメントが可能となることで、それに依存する種々の品質ク
ラスへの分類が可能となる。これは、新たな電柱の場合に購買価格に影響を及ぼ
す。
【０００３】 多くの場合、パルス発生器として働くハンマーで直接に或いはネジやバウンシ
ングピンを介して衝撃波やパルスを材料に導入する。音響波により電柱の軸方向
への放出を行なう場合、パルスは、典型的には先端側に導入される。材料又は電
柱の他端側に配置されるセンサが材料に導入されたパルスを検出する。次に、こ
のパルスに対応する電流パルスがセンサから中央電子評価デバイスに案内され、
そこで電流パルスが干渉パルスを弁別することによって解析される。
【０００４】 より具体的には、パルス発生ハンマー内の加速度センサは、衝撃印加の瞬間に
、パルスを解析する中央電子ユニットや電子評価デバイスへ結果としての電流パ
ルスをラインを介して送信し、この結果に依存して、クロック、即ち、例えば、
干渉振動からの連続弁別、を開始させる。材料の他端側や測定された長さの他端
側のセンサは、衝撃波の到着を記録すると直ちに、同様に、対応する電流パルス
を中央電子ユニットへ送信し、パルスが強度と長さに関する要件を満たすとクロ
ックを停止させる。ハンマーからのパルス及びセンサからのパルスの両方は、各
々電子的に弁別、即ち、互いの振動から弁別されなければならない。これは中央
電子評価デバイスで各時刻毎に行われる。真のパルスと偽のパルスとを弁別可能
とするために、ユーザは、通常、中央電子評価デバイスで「ゲイン」と「オフセ
ット」とを調整することができる。パルスの時間遅延と衝撃印加及び検出間との
距離から、パルスや衝撃速度を決定することが可能である。同様に、木材の場合
のみならず、コンクリート及び他の材料の場合において、検査されるべき材料や
テスト片の内部状態と品質についての把握が可能となる。
【０００５】 既知のデバイスにおいて、加速度センサ、パルス発生器及び検出器の電子信号
は、ケーブルを介して、中央電子検出及び評価デバイスへ送信される。また、こ
のデバイスは、正確な電子クロックを内蔵する。電子電流パルスへ変換され、先
に導入されかつ引き続き検出されるパルスの弁別と評価とは、対応する電子回路
によって中央部で行われる。そのパルス形状により、真のパルスと干渉パルスと
を明確に弁別することができる。このように、パルス形状は、例えば、電磁干渉
又は技術的ケーブル特性によって、ケーブルを介してセンサから電子評価デバイ
スへの途中で変更されたり歪曲されてはならない。このため、送信ケーブルはシ
ールドされ極端に高品質でなければならず、高価格、数メートル以内に制限され
た長さ、及び限られた取り扱いを招く。このようなシールディングを有する種類
のケーブルは、低温及び他の外部の影響に非常に高感度に反応するので、これら
のケーブルは、幾つかの制限下でのみ使用可能であり、かつ、大きな干渉特性を
有している。例えば、干渉を回避するために、このようなケーブルは、ループ状
には延出されるべきではない。特に、検査されるべき材料（被検材）が非常に長
いか又は大きなテスト片の場合、一つのセンサ又は複数のセンサから中央電子評
価デバイスへ電流パルスの干渉の無い送信を可能とする適切な長さのケーブルは
ないので、既知のデバイスを使用することができない。
【０００６】 その結果、材料、特に大きなテスト片を検査するために既知のデバイスを使用
しても、被検材に関して大きく制限される。従って、既知のデバイスを汎用的に
適用することができない。
【０００７】 従って、本発明の目的は、特に被検材が大きなテスト片の場合でも、構成的に
単純な手段で汎用的な適用を可能とする、最初に記述された種類の材料を検査す
るためのデバイスを記述することである。
【０００８】 前述の目的は、請求項１の特徴を有する材料を検査するためのデバイスによっ
て達成される。従って、最初に記述された種類の材料を検査するためのデバイス
は、電子評価デバイスが各センサに関連付けられるように設計及び構成される。
【０００９】 本発明によれば、第１に、前述の目的は、電子評価デバイスの適切な構成によ
る驚くべき単純な方法だけで達成される。更に、本発明によれば、別個の電子評
価デバイスがこの目的のために各センサに関連付けられる。一つの電子評価デバ
イスの各センサへの夫々の関連付けによって、特に複数のセンサを使用する場合
には、センサ及び電子評価デバイス間の大きなケーブル長を回避することが可能
となる。これに対し、多くのセンサの場合には、しばしば大きな相互間距離で配
置されており、使用中の全てのセンサと中央電子評価デバイスとが大きなケーブ
ル長となることを避けることができない。
【００１０】 本発明のデバイスは、最小通信長を有する複数のセンサで準直接的にパルスの
弁別を実行することを可能とする。電子評価デバイスが各センサに関連付けられ
るので、センサ間の間隔は最早重要ではなくなる。従って、センサを互いに大き
な距離で配置することが可能となると共に、パルスの確実な弁別が可能となる。
【００１１】 その結果、本発明の材料検査デバイスは、特に、被検材が大きなテスト片の場
合でも、構造的に単純な手段で汎用的な適用を許容するデバイスとして実現され
る。
【００１２】 パルスの種類に関して、二つの選択可能なものが存在する。これに関連して、
パルスは、機械的及び／又は電気的パルスであり得る。例えば、機械的パルスは
、例えば、ハンマーによってトリガーされる衝撃パルスである。しかしながら、
電気パルスを被検材に導入するようにしてもよい。この場合、電流パルスの時間
遅延及び／又はその減衰を測定することも可能である。パルスは、直流電流パル
スでも交流電流パルスであってもよい。交流電流パルスの場合、被検材を通過さ
せながら、その周波数応答を検査することが可能である。
【００１３】 センサ及び電子評価デバイス間を非常に短く信頼できる通信長とするには、電
子評価デバイスをセンサに対して直接隣接して配置するようにしてもよく、又は
センサと一体化するようにしてもよい。特に、電子評価デバイスのセンサへの一
体化構造では、デバイスの特にコンパクトで評価信頼性の高い構成が可能となる
。
【００１４】 デバイスで生成（発生）された測定データを特に簡単に処理するには、電子評
価デバイスが電子信号を発生させるためのデバイスを含むようにしてもよい。こ
の例の場合、電子評価デバイスは、電子信号が真の測定パルスが検出された時の
瞬間に正確に発生され、干渉パルスから弁別されるように設計するようにしても
よい。最も単純な場合では、信号は、電子的パルス、好ましくは、デジタル標準
パルスとすることができる。この場合、特に、ＴＴＬパルスとすることに留意し
てもよい。
【００１５】 電子評価デバイスで生成される電子信号を、中央ユニット、好ましくは、例え
ば、ポータブルコンピュータ、に送信するようにしてもよい。このような中央ユ
ニットでは、例えば、パルス入力位置から夫々のセンサへの衝撃波の時間遅延の
形態で測定されたデータを処理することが可能である。
【００１６】 特に、センサ又は電子評価デバイスから中央ユニットへの信号を信頼性のある
送信とするために、複数のセンサ及び／又は電子評価デバイスを電気的に相互連
結するようにしてもよい。ここでは干渉や信号歪みを抑制する必要がないので、
電気的接続のために最も単純な種類の標準ケーブルを使用することができる。問
題は、電子標準信号の信頼のある送信だけである。電子評価デバイスで既に干渉
パルスからの真のパルスの明確な弁別が行われているので、中央ユニットにおけ
る高価な弁別はもはや必要はない。閉ループラインやスター形状ラインを有する
ようにしてもよい。この場合に、それぞれの適用に応じて適応させる必要がある
。これは、大きなテスト片の場合には、閉ループラインが全ケーブル長がより短
いので、全体的に有利であることを意味している。
【００１７】 電気的ラインを介する送信の他の例として、送信を、無線波、超音波、又は赤
外放射によって行うようにしてもよい。つまり、無線波、超音波、赤外線放射用
の送信機―受信機ユニット（送受信ユニット）を各センサに関連付けるようにし
てもよい。このような送受信ユニットを介して、特に、電子評価デバイスの電子
信号を送信することで、長いケーブル配線を避けることができる。
【００１８】 具体的な構成では、振動検出器を各センサに関連付けるようにしてもよい。振
動検出器は、機械的パルスを検出するために使用される。特に単純な方法では、
振動検出器は、ピエゾエレメント（圧電素子）であってもよい。
【００１９】 テスト片からセンサへの機械的及び／又は電気的パルスを信頼できる送信とす
るには、パルス用の送信ピンを、各センサに関連付けるようにしてもよい。構造
的に非常に簡単な方法では、送信ピンを、金属ピン、好ましくは、スチールピン
とすることができる。測定当初、このような送信ピンは被検材のテスト片に挿入
され、センサはこの送信ピンへ連結される。特に単純な方法では、センサを、送
信ピンに係合させてもよいし、それから垂下させてもよい（吊り下げてもよい）
。被検材が、例えば、コンクリートである場合には、送信ピンを無くするように
してもよい。
【００２０】 本発明による材料検査デバイスでは、例えば、パルス入力位置から各個々のセ
ンサまでのパルスの時間遅延が測定される。この場合には、センサを初期化する
ことが必要である。つまり、クロックが各センサと関連付けられる。例えば、初
期化は次のように行われる。真のパルスを検出する第１のセンサがそのクロック
（計時）を開始し、同時に、好ましい電子通信信号を他のセンサへ送信して、そ
れらのクロックをゼロにリセットしかつそれらを同様に開始するようにする。こ
の初期化の原理は、パルスが第１のセンサの直近ヘ入力又は導入される時に特に
好適である。
【００２１】 真のパルスが検出されると、電子評価デバイスは、例えば、電子信号を中央ユ
ニットへ送信する。この場合、各送信センサに対し、中央ユニットへ到達する複
数の信号の割当てが可能となるように、各センサを個別の識別手段に関連付ける
ことが有利である。つまり、センサは明瞭なコードによりそれ自体が識別可能と
なる。
【００２２】 更に有利な方法では、各センサを測定結果用の記憶装置に関連付けるようにし
てもよく、それによって、各センサの測定結果の直接読み出しが可能となる。
【００２３】 更に、各センサを測定結果用のディスプレイに関連付けるようにしてもよく、
それによって、センサの測定結果を直接的に読むことが可能となる。
【００２４】 材料検査デバイスを特に有利に用いるには、少なくとも３個のセンサを有する
ようにすればよい。これにより、テスト片の内部状態に関しての測定結果の最低
限必要な三次元グラフの作成が可能となる。より多くのセンサが使用されれば、
より詳細なグラフが得られる。この場合、複数のセンサは、互いから幾何学的に
独立した関係で材料に関連付ることができる。例えば、閉ループ形態では、セン
サの固定配置は必要ない。三次元測定データを有効に評価するためには、センサ
の幾何学的位置を決定することだけが必要である。
【００２５】 特に整然と実際的にパルスを導入するためには、一のセンサ又は複数のセンサ
を、パルス発生器として実現するようにしてもよい。つまり、パルス導入のため
のデバイスを少なくとも一つのセンサに関連付けるようにしてもよい。このよう
なデバイスは、例えば、同時に振動検出器として働くピエゾエレメントによって
構成されるようにしてもよい。これに代えて又は追加して、パルスを導入するデ
バイスは、ピン、好ましくは、金属ピンとしてもよい。このようなピンを、ゴム
の連結片を介してセンサに接続するようにしてもよい。パルスを導入するために
、ピンは、ハンマー形態のパルス発生器によって作動される。
【００２６】 パルス発生器によって導入されるパルスについて信頼性のある測定を行うには
、導入されたパルスが干渉パルスから区別又は弁別されることが必須である。干
渉パルスは、例えば、木の検査中に、近所の通りを通過する自動車によって発生
すれることがある。被検テスト片の傍を歩く人々でさえ地面上に干渉パルスを発
生させこれらの干渉パルスはテスト片に導入される。従って、センサや電子評価
デバイスが実際の測定の前に個別の各適用毎にこのような干渉パルスを認識でき
れば特に有利である。このため、電子評価デバイスは、自己校正用の手段を含む
ようにしてもよい。この場合、電子評価デバイスの検出閾値は、以前に検出され
た全ての干渉パルス又は干渉振動のレベルよりも大きいレベルへ調整される。こ
の自己校正ステップは、連続的に行なわれるようにしてもよいが、実際の測定中
に自己校正が行われないようにされる。これによって、測定最初からの多数の干
渉パルスを抑制することができる。
【００２７】 センサ同士の相対位置を簡単に決定するには、プルアウト測定スティクを一つ
のセンサ又は複数のセンサに関連付けるようにしてもよい。これに代えて、角度
表示を有するロープを一つのセンサ又は複数のセンサに関連付けるようにしても
よい。このロープは、隣合うセンサ同士を相互接続する。結果として、隣接する
センサからの距離と角度を決定することが可能である。既知のセンササイズでは
、ロープ接続のセンサ距離と角度から、例えば、木の横断面のような検査領域の
サンプルの横断面の幾何学形状を近似可能である。
【００２８】 これに代えて又は加えて、赤外線又はレーザ距離測定器具を有するようにして
もよい。中央ユニットに関連して、これによってセンサの位置とパルス入力位置
を決定してそれらを三次元画像として表示可能である。この場合に、決定された
パルスデータから直接に内部状態の三次元画像を演算、表示及び出力するように
してもよい。
【００２９】 本発明による教示を更に理解可能なように、以下、本発明の教示の必須の態様
ついて再度説明する。
【００３０】 本発明のデバイスの範囲内で一状態の三次元グラフを生成するために、少なく
とも３個のセンサ、好ましくは、同タイプのセンサが被検断面又はテスト片回り
の望ましい幾何学形状に配置される。立っている木の場合、例えば、断面又は茎
断面当り４個から６個のセンサで多くの場合十分である。パルスの導入は、市販
のハンマーによって行なわれる。異なる場所で行われるパルス入力の夫々の位置
から、対応する測定値が得られ、そして、測定値に対応する処理の後に、三次元
準断面撮影画像が得られる。パルス入力は、テスト片の所望箇所で行うことがで
きる。
【００３１】 具体的な構成では、各センサは、それ自体の独立電子制御又は電子評価デバイ
スを備え、必要ならば、電子タイマやクロックを含む。それらの電流パルスへの
変換後、例えば、圧電結晶を介して、被検テスト片から到達する機械的又は電気
的パルスが電子的に処理され、センサ中で直接的に弁別される。このため、外部
干渉の影響はセンサ内で直接的に抑制される。これにより、送信システム、すな
わち、ケーブルで、従来問題となっていた干渉が排除される。テスト片から到達
するパルスが正確に検出されると、電子パルス、好ましくは、デジタル標準パル
ス、例えば、ＴＴＬパルスが発生される。このパルスは、殆ど無制限な長さの簡
易で安価な標準ケーブルを介して、又は無線、赤外線、又は超音波を介して、他
のセンサへ又は中央ユニットに送信することができる。この処理で、センサは、
明確なコードによってそれ自体が識別される。
【００３２】 任意ではあるが、センサは、到達するパルスを検出できるのみならず、原理的
に同じ技術が要求される故に、逆の圧電効果を介して、パルスを発生させてパル
スを入力することもできる。
【００３３】 例えば、閉ループライン形態では、センサ同士を相互連結（相互リンク）する
ことが可能である。しかしながら、データは、スター形状形態で又は無線を介し
てディスプレイ、記憶装置及び出力装置を有する中央ユニットへ又は好ましくは
ポータブルコンピュータへ直接送信するようにしてもよい。この構成では、セン
サの数は、準ランダムでよい。有利な方法では、これらのセンサの各々は、通信
中にそれ自体を識別する。明瞭に複数のセンサを識別し、所定位置に配置された
センサに、各パルス入力の間記録されるパルス入力の位置を割当てることが必要
である。
【００３４】 木の場合、センサを数メートルの高さに配置することが必要となる。センサは
直接作動させてもよいし押し込みピン上に配置してもよいので、センサを伸縮自
在ロッドで配置すればよい。
【００３５】 典型的な測定シーケンスやプロセスは、以下のように実行される。まず、テス
ト片上でセンサの正確な位置を決定する。次いで、例えば、木又は木材を検査す
る場合には、木材との適切で十分安定した接続を確保するために、センサは、好
ましくは、木材内へ圧入又はねじ込みされるピンに取り付けられ、ねじ込まれ、
フランジ止めされる。更に、必要ならば、レーザ−及びＰＣ−支援によりテスト
片の三次元幾何学形状が決定される。幾何学形状の決定と共に、センサの位置が
決定される。測定の始めに、全てのセンサは、所謂「スタンバイ」位置にある。
【００３６】 タスクによりパルスの導入や入力は、テスト片の一つの位置又は複数の位置で
行われる。パルス入力位置及び各センサ間で、これにより少なくとも一つの個別
の測定値（例えば、時間遅延、導電性、減衰）を有する測定長が得られる。この
結果、各パルス入力から各センサの測定値のリストが得られる。これらの値は、
パルス入力位置及びセンサ間の各長さに割り当てられる。
【００３７】 簡単な態様では、例えば、ゴムでネジ止めされたバウンシングピンが各センサ
上に掛けられる。このピンを介して、好ましくは、市販のハンマーを使用するこ
とで衝撃波を導入することができる。
【００３８】 センサを位置決めした後の第２の操作では、少なくとも一撃が取付けられたパ
ルス入力ピンへ印加される。この手順の利点は、パルス入力の座標が任意ケース
において決定されるセンサの座標によって各々与えられる点にある。
【００３９】 しかしながら、パルス入力は、例えば、ハンマー及び／又はバウンシングピン
によって任意の他の位置で行なわれるようにしてもよい。木材の内部ダメージの
直接的なアセスメントを行う場合には、検査のエキスパートが直接結果を決定し
割当てることができるので、この手順は満足するものとなる。しかしながら、可
能な限り完全な断面撮影画像を決定し及び表示するためには、同様に正確な方法
でパルス入力の夫々の位置を決定することが必要である。
【００４０】 センサは、ハンマー及びセンサ間のケーブル接続を介するパルス入力によって
、又は、到達するパルスを識別した第１番目のセンサによって、初期化される。
初期化されたセンサは、それらの内部クロックを開始し、そして、例えば、それ
らが次のパルスを受信するまで、時間周波数を決定する。ケーブルや無線を介す
る電子標準パルスの送信はほぼ光のスピードで行われるので、衝撃波の送信より
も遙かに早いオーダーで行われる。この結果、初期化の電子送信による時間遅延
は、測定精度に有意な影響を及ぼさない。
【００４１】 各センサは、初期化とパルス検出との間の時間をその他のセンサへ及び／又は
それらの値が収集される中央ユニットへ送信する。
【００４２】 夫々の時間遅延の結果は、好ましくは、直接に紙の上に印刷されたり、又は、
ポータブルの、例えば、水密ディスプレイに表示される。
【００４３】 評価は、ディスプレイが接続されるコンピュータによって又は中にディスプレ
イを有するポータブルパーソナルコンピュータによって支援されるようにしても
よい。衝撃波の入力点とセンサ位置とは、手作業で又はグラフィク的に入力され
、又は、衝撃が印加された次のセンサがゼロ時間遅延を信号として出力するとい
う事実から自動的に得られる。
【００４４】 パルス入力とセンサとの間の夫々の接続セグメントの時間遅延から、テスト片
の状態の準断面撮影画像を自動的に得る。接続セグメントの数、従って結果の数
は、以下のように、センサの数ｎの関数として得られる。
【００４５】 パルスがセンサの一つに直接入力されない場合には、一個のパルス当りｎ個の
時間遅延結果が得られるが、パルスが一つのセンサに直接入力される場合には、
ｎ−１個の結果が得られる。
【００４６】 パルスが各センサに入力される場合には、ｎ（ｎ−１）個の結果が得られる。
６個だけのセンサで一つの木に６箇所の衝撃入力点がある場合には、３０個の測
定セグメントがその遅延時間について対応する情報と共に得られ、その結果、準
断面撮影画像が得られる。パルス入力当り数秒必要であるの過ぎないので、非常
に短時間でこのように内部状態についての包括的な情報を決定可能である。
【００４７】 例えば、二つのセンサリングが立ち木の異なる高さに配置されている場合に、
例えば、足のレベル及び頭のレベルで、これら二つのリング間の全体積の状態に
ついて包括的データが自動的に得られる。各６個のセンサを有する二つのリング
から、センサ順に次々に入力される１２個のパルスによって対応する時間遅延情
報を有する、全１３２個の接続セグメントが得られる。これから、木材の状態の
比較的正確な画像を合成することが可能となる。
【００４８】 本発明のデバイスは、センサの所定の配置、例えば、横断面回り等の配置には
限定されない。むしろ、センサを自由に配置することが可能である。同様に、セ
ンサの数が制限されないので、従って、正確さは、センサの数と位置、並びにパ
ルス入力の数によって定義されるので、テスト片の三次元的範囲の精度を決定す
ることができる。センサ位置、パルス入力、並びに、自動的評価のＥＤＰ支援に
より、センサの数に従って急増する測定値を容易に処理することができる。この
プロセスでは、サンプルの幾何学形状及びセンサ配置のみを決定又は入力するこ
とが必要である。
【００４９】 テスト片の幾何学形状や表面トポロジー及びセンサ配置は、評価の場合の更な
る基礎となる。それらの範囲の精度は、結果の精度及び表現能力を画定する。こ
の範囲は、スケッチ風でも、市販の距離測定器具で行うようにしてもよい。同様
に、レーザ距離測定デバイス及び位置記録デバイスも有用である。
【００５０】 本発明のデバイスによって、パルスの時系的かつ空間的強度分布の測定が可能
となる。これに関連して、個々のパルスを入力しそれらの到達を記録することが
きるのみならず、同一又は変動する強度及び周波数のパルスシーケンスを記録す
ることができる。
【００５１】 電子評価デバイスは、パルスを干渉パルスから弁別するための手段を備える。
これに関連して、ここでは、対応するソフトウエアを統合することが可能となる
。
【００５２】 特に有利な方法では、デバイスは、アウトドア使用のために防水性とされ、そ
れによって、デバイスの長期間にわたる故障の無い動作が保障される。
【００５３】 センサをピンの上のみならず、異なる方向に向く複数のピン先端を有するスタ
ー形状のピンの組合せ上に配することも可能である。到達パルスが各先端によっ
て個々に検出される場合には、異なる半径方向及び接線方向の伝播応答があるの
で、パルスの空間的方向にわたる結果を決定でき、木の場合には非常に意味のあ
ることである。
【００５４】 ハンマーやセンサによって起動するバウンシングピンは、異なる方向へ向ける
ことができる。これによって、材料中の異なる伝播応答を考慮可能となる。
【００５５】 本発明のデバイスにおいて、複数のセンサによって、僅か二三の測定で内部状
態の準断面撮影的決定が可能となる。この場合、一種類の同一に調節された複数
のセンサのみが必要であり、これによって製造コストを低減させることができる
。センサは被検材からのパルスを直接かつ独立して、すなわち、「原位置で」評
価するので、干渉源及び出費を低減させることができる。例えば、衝撃は市販の
ハンマーで入力することができるので、非常に柔軟かつ低コストとなる。センサ
接続には、簡易で、市販されている、低コストの接続ケーブルのみが必要であり
、又は、外部干渉に対しては不感知的な電子標準パルスのみが送信されるので、
無線や遠隔送信等の他の方法を介して行うようにしてもよい。
【００５６】 このシステムの技術的特徴に基づいて、テスト片上に何ら制限無く希望の数の
センサを配置することが可能である。センサシールド、標準ケーブル及び送信パ
ルスを使用する結果として、デバイスは、電磁干渉放射、不正確な扱い、機械的
負荷及び他の外乱に対して極端に無感応となる。
【００５７】 準断面撮影画像が自動的かつ非常に単純な方法で得られる。
【００５８】 僅か３個のセンサを使用することによって、体積に相当する結果を得ることが
できる。複数のセンサによって、簡単な方法で、ほぼ所望の種類の三次元的状態
範囲の結果を得ることができる。測定は、まずピンを挿入し、次にセンサを取付
け、次いで衝撃又は任意の他の方法でパルスを発生させることで、非常に迅速に
行うことができる。最後に、測定結果はメモ又は記録される。従って、僅か数分
が二つのループを木の周りに巻くのに必要であるに過ぎない。
【００５９】 有利な方法で本発明の教示を改良及び更に発展することの種々の可能性がある
。この結果、一方では従属の請求項が参照され、他方では図面を参照しての本発
明の実施の形態の以下の記述が参照される。図面を参照しての本発明のデバイス
の好適な実施の形態の記述と共に、この教示の一般的に好ましい改良や更なる展
開が記述される。
【００６０】 図１は、本発明による、材料検査のためのデバイスの実施の形態の概略図であ
る。デバイスは、材料２へ導入可能なパルスを発生させるパルス発生器１を備え
る。木は、被検材２として用いられる。更に、デバイスは、被検材２に関連付け
られたパルス検出用の６個のセンサ３を含み、これらのセンサ３は、干渉パルス
からパルスを弁別するための６個の電子評価デバイス４を有する。大きめのテス
ト片に対するデバイスを汎用的に適用するには、別個の電子評価デバイス４が各
センサ３に関連付けられる。
【００６１】 電子評価デバイス４は、干渉パルスから真の導入パルスの弁別を行なう。セン
サ３や振動検出器と電子評価デバイス４との間には最早長い通信パスは必要ない
。例示の実施の形態において、電子評価デバイス４は、センサ３と一体とされて
いる。センサ３は、送信ピン５によって被検材２に接続される。これに関連して
、センサ３は、送信ピン５とへ係合するか、又はそれから垂下される（吊される
）。例えば、パルスを導入するためのデバイスは、ピン６の形態で複数のセンサ
３の内の一つのセンサに関連付けられる。パルスは、ピン６をハンマーで一撃す
ることによって導入される。
【００６２】 センサ３は、接続ケーブル７を介して相互連結される。更に、接続は、センサ
３と中央ユニット８との間で行われる。中央ユニット８は、真のパルスが検出さ
れた時に、夫々のセンサ３の電子評価デバイス４によって発生される電子信号を
受信する。このプロセスにおいて、各センサ３に対して個別のコードが決定され
ることにより、中央ユニット８は検出されたパルスの到達位置を割当てることが
可能である。
【００６３】 図２は、図１の実施の形態のセンサ３の概略平面図である。センサ３は、一体
化された電子評価デバイス４を含む。被検材接続用のピン５は、連結片９を介し
てセンサ３へ連結されている。連結片９との直接接続には、ピエゾエレメントで
形成された振動検出器１０が設けられている。電子評価デバイス４と振動検出器
１０とは電子接続部１１を介して連結されている。
【００６４】 送信ピン５と連結片９の両方は、導電性材料、好ましくは、金属で形成される
。これにより、被検材２から振動検出器１０への振動の伝達のみならず、振動検
出器１０への電気的パルスの伝達が確保でき、電気接続部１１を介して電子評価
デバイス４への伝達を確保することができる。このため、センサ３で機械的パル
スのみならず電気的パルスの検出も可能となる。
【００６５】 電子評価デバイス４に関連付けられた特別のデバイスによって発生する電子信
号、又はセンサ３からの他の信号の送信は、ケーブル７を介する送信の代わりに
、無線波、超音波、又は赤外線放射用の送受ユニット１２を介して行うようにし
てもよい。また、送受ユニットが測定開始時においてセンサ３の初期化を行うよ
うにしてもよい。この場合に接続ケーブル７を省くことができる。送受ユニット
１２は、あらゆる種類の信号、測定結果等を送信するために使用するようにして
もよい。
【００６６】 電子評価デバイスは、中央処理ユニットから独立したユニットとして使用され
る。
【００６７】 本発明による被検材を検査するためのデバイスの更に有利な発展に関して、記
述の一般的部分並びに添付の請求項は、繰返しを避けるために参照することによ
ってここに組み込まれる。
【００６８】 最後に、本発明によるデバイスの上述の実施の形態は、請求項の教示を一層詳
細に記述するためのものに過ぎず、本発明は上記実施の形態に制限されるもので
はないことを明確に指摘する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による、木の上に配置された状態の材料検査のためのデバイスの実施の
形態の概略図である。
【図２】 図１の実施の形態のセンサの概略平面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年６月２０日（２００１．６．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ， ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料、特に、木、他の種類の木材、及びコンクリートを、前
    記材料（２）に導入可能なパルスを発生させるためのパルス発生器（１）と、前
    記パルスを検出するために前記材料（２）に関連付けられて取り付けられる少な
    くとも一つのセンサ（３）と、干渉パルスから前記パルスを弁別するための電子
    評価デバイス（４）とによって検査するためのデバイスであって、前記電子評価
    デバイスが各センサ（３）に関連付けられたことを特徴とする材料検査デバイス
    。
  2. 【請求項２】 前記パルスは、機械的及び／又は電気的パルスであることを
    特徴とする請求項１のデバイス。
  3. 【請求項３】 前記電子評価デバイス（４）は、前記センサ（３）に直接隣
    接して配置されているか又は前記センサ（３）と一体とされていることを特徴と
    する請求項１又は２のデバイス。
  4. 【請求項４】 前記電子評価デバイス（４）は、電子信号を発生させるため
    のデバイスであることを特徴とする請求項１乃至３の内の一項に記載のデバイス
    。
  5. 【請求項５】 前記信号は、電子、好ましくは、デジタル標準パルスである
    ことを特徴とする請求項４のデバイス。
  6. 【請求項６】 前記信号は、中央ユニット（８）へ送信可能であることを特
    徴とする請求項４又は５のデバイス。
  7. 【請求項７】 前記中央ユニット（８）は、パーソナルコンピュータである
    ことを特徴とする請求項６のデバイス。
  8. 【請求項８】 前記センサ（３）は、電気的に相互連結されたことを特徴と
    する請求項１乃至７の内の一項のデバイス。
  9. 【請求項９】 前記連結は、閉ループライン又はスター形状ラインによって
    実現されたことを特徴とする請求項８のデバイス。
  10. 【請求項１０】 前記送信は、ケーブル接続、無線波、超音波、又は赤外線
    放射によって実行されることを特徴とする請求項６乃至９の内の一項のデバイス
    。
  11. 【請求項１１】 無線波、超音波、又は赤外線放射のための送受信ユニット
    （１２）が各センサに関連付けられたことを特徴とする請求項１乃至１０の内の
    一項のデバイス。
  12. 【請求項１２】 振動検出器（１０）が各センサ（３）に関連付けられたこ
    とを特徴とする請求項１乃至１１の内の一項のデバイス。
  13. 【請求項１３】 前記振動検出器（１０）は、ピエゾエレメントであること
    を特徴とする請求項１２のデバイス。
  14. 【請求項１４】 前記パルスのための送信ピン（５）が各センサ（３）に関
    連付けられたことを特徴とする請求項１乃至１３の内の一項のデバイス。
  15. 【請求項１５】 前記送信ピン（５）は、金属ピン、好ましくは、スチール
    ピンであることを特徴とする請求項１４のデバイス。
  16. 【請求項１６】 クロックが各センサ（３）に関連付けられたことを特徴と
    する請求項１乃至１５の内の一項のデバイス。
  17. 【請求項１７】 識別手段が各センサ（３）に関連付けられたことを特徴と
    する請求項１乃至１６の内の一項のデバイス。
  18. 【請求項１８】 測定結果用の記憶装置が各センサ（３）に関連付けられた
    ことを特徴とする請求項１乃至１７の内の一項のデバイス。
  19. 【請求項１９】 測定結果用のディスプレイが各センサ（３）に関連付けら
    れたことを特徴とする請求項１乃至１８の内の一項のデバイス。
  20. 【請求項２０】 少なくとも３個のセンサ（３）を有することを特徴とする
    請求項１乃至１９の内の一項のデバイス。
  21. 【請求項２１】 前記センサ（３）は、互いに幾何学的に独立した関係で前
    記材料（２）に関連付けられて用いられたことを特徴とする請求項１乃至２０の
    内の一項のデバイス。
  22. 【請求項２２】 前記一又は複数のセンサ（３）は、パルス発生器（１）と
    して実現されたことを特徴とする請求項１乃至２１の内の一項のデバイス。
  23. 【請求項２３】 パルスを導入するためのデバイスが、少なくとも一つのセ
    ンサ（３）に関連付けられたことを特徴とする請求項１乃至２２の内の一項のデ
    バイス。
  24. 【請求項２４】 前記パルスを導入するためのデバイスは、ピン（６）、好
    ましくは、金属ピンであることを特徴とする請求項２３のデバイス。
  25. 【請求項２５】 前記パルス発生器（１）は、ハンマーであることを特徴と
    する請求項１乃至２４のデバイス。
  26. 【請求項２６】 前記電子評価デバイス（４）は、自己校正手段を含むこと
    を特徴とする請求項１乃至２５の内の一項のデバイス。
  27. 【請求項２７】 プルアウト測定ステックが前記一又は複数のセンサ（３）
    に関連付けられたことを特徴とする請求項１乃至２６の内の一項のデバイス。
  28. 【請求項２８】 角度表示を有するロープが、前記一又は複数のセンサ（３
    ）に関連付けられたことを特徴とする請求項１乃至２７の内の一項のデバイス。
  29. 【請求項２９】 赤外線又はレーザ距離測定器具が設けられたことを特徴と
    する請求項１乃至２８の内の一項のデバイス。
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